維生素D3在動物生產中研究進展

楊宏偉（鞏義市畜牧局，河南　鞏義　451200）

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維生素D3在動物生產中研究進展

楊宏偉
（鞏義市畜牧局，河南鞏義451200）

摘要：維生素D3又名膽鈣化醇，是畜禽重要的必需維生素之一，在家畜生產、免疫、繁殖等過程發(fā)揮重要的作用，為此就維生素D3在動物生產方面的生物學作用及研究現(xiàn)狀進行闡述，為后續(xù)該領域的研究提供參考或指出新的研究方向。

關鍵詞：維生素D3；肉質性能；免疫功能；繁殖性能

維生素D3主要由存在于動物皮膚、血液、神經和脂肪組織中的γ-脫氫膽固醇在紫外線照射下生成，是人體不可缺少的一種脂溶性維生素。隨著動物養(yǎng)殖集約化程度的加強，封閉式飼養(yǎng)下的畜禽很少能接受到日光照射，從而無法獲得天然來源的維生素D3來滿足自身的需要。維生素D3的缺乏會降低動物體鈣、磷的吸收，進而影響其生產性能、免疫機能、繁殖性能及肉質性狀；同時，維生素D3過量會導致機體新陳代謝下降，從而對動物產生傷害。因此，在畜禽飼糧中適量添加維生素D3顯得尤為重要。

1　動物機體中維生素D3的代謝過程

維生素D3在膽鹽和脂肪的存在下，首先被吸收進入淋巴系統(tǒng)，隨后進入血液，與特異性維生素D3結合蛋白（DBP）結合轉運到肝臟。在肝細胞微粒體和線粒體中25-羥化酶的作用下，維生素D3脫氫成為25-（OH）-D3。接著進入腎臟，在腎小管細胞線粒體的1-α羥化酶催化下，25-（OH）-D3轉化成維生素D3的最終活性形式25-（OH）-D3，是具有最大生物活性的維生素D3代謝產物，然后轉運到腸道、腎臟或其他靶組織中，同激素一樣調節(jié)鈣和磷的代謝。在膽鹽存在的條件下，吸收的維生素D3及其代謝產物主要從糞便排出，少量隨尿液排出。

2　維生素D3畜牧業(yè)生產中的主要生物學功能

維生素D3通過類似于類固醇激素的作用機理對動物的許多生物學功能進行調節(jié)，包括細胞生長、分化及機體的免疫功能、生殖和繁殖、礦物質代謝等功能的調節(jié)，實質上是通過25-（OH）-D3發(fā)揮其生理功能的。

2.1維生素D3對鈣、磷代謝的調節(jié)

維生素D3主要由三方面的作用來調節(jié)鈣磷代謝：①維生素D3促進腸道對鈣磷的吸收和運轉，使鈣磷在體內的存留增加。維生素D3經血液DBP運送到小腸細胞，生成鈣結合蛋白（CaBP），在腸鈣的主動運轉過程中發(fā)揮載體蛋白的作用。CaBP與鈣結合把鈣運輸至血液，升高血鈣的濃度。維生素D3有促進合成和激活CaBP的作用，使鈣在細胞內的儲存和運輸也得到了促進［1-2］。如果飼糧中鈣含量低，雖然添加高水平的維生素D3，也不能轉化成足夠的1，25-（OH）2D3，不能刺激鈣吸收和骨形成。②提高體內腎小管重新吸收鈣離子的能力，降低鈣的排出量。1，25-（OH）2D3通過刺激甲狀旁腺素（PTH）分泌，使腎小管重吸收鈣離子的能力加強，尿鈣的排出量減少。③PTH與1，25-（OH）2D3協(xié)同作用，血清鈣磷的濃度升高，并通過1，25-（OH）2D3對破骨細胞生成的誘導，使破骨細胞內的酶和有機酸對骨質溶解，促進新骨生成。維生素D3對骨組織的作用具有兩重性，生物劑量的維生素D3能提高骨細胞活性，增加成骨細胞數(shù)目，超過生理劑量的維生素D3則提高破骨細胞的活性。閆素梅等［3］研究得出，飼糧維生素D3水平在500～5 000 IU/kg范圍內增加，血清與脛骨的鈣、磷濃度及血清ALP活性均無顯著影響，飼糧維生素D3水平增加至5 000 IU/kg時，血清與脛骨的鈣、磷含量略呈上升趨勢，ALP活性也趨增加。如果飼糧維生素D3的含量缺乏或者不足，動物就容易出現(xiàn)軟骨病、骨松癥等缺乏癥。如果飼糧維生素D3過量則會降低骨骼礦化作用，導致骨細胞壞死、骨鈣化異常、高血鈣，嚴重時可致死［4］。有研究顯示，缺乏維生素D3時，1，25-（OH）2D3等維生素D3活性代謝產物減少，血清鈣磷不足，使骨生長遲緩，骨質疏松。當血鈣下降時，維生素D3與PTH聯(lián)合作用，促進腎小管對鈣的重吸收。供給充足的維生素D3可以保證鈣、磷的有效吸收和利用，亦可降低動物對鈣、磷比例的嚴格要求。葛冬霞等［5］研究報道，當機體維生素D3含量不足時，會導致血清鈣、磷降低，對骨代謝造成不利的影響。

2.2維生素D3對免疫系統(tǒng)的影響

目前，維生素D3及其代謝產物具有免疫調節(jié)這一功能就已得到證實。大量研究表明，維生素D3是一種新的神經內分泌免疫調節(jié)激素，其作用類似類固醇。1，25-（OH）2D3對淋巴細胞以及胸腺細胞具有免疫調節(jié)作用［6］。

維生素D3可對單核/巨噬細胞進行調節(jié)。1，25-（OH）2D3對免疫機能的調節(jié)是通過VDR所介導的。單核細胞上有VDR，它可以在抗原存在時，起到增強單核細胞的功能［7］。細胞內VDR特異性地結合1，25-（OH）2D3，可調節(jié)靶細胞的增殖、分化和免疫反應。1，25-（OH）2D3能增強單核細胞的免疫功能，誘導單核巨噬細胞的生成。

維生素D3可對B淋巴細胞、T淋巴細胞進行調節(jié)，主要有抑制B細胞增殖和免疫球蛋白生成的作用，且延遲B細胞前體向漿細胞的分化。此外，1，25-（OH）2D3可激活巨噬細胞，抑制T細胞生成IFN-γ，并可抑制T細胞生成IL-2的能力，這就進一步抑制了T淋巴細胞的增殖。相反，也降低IL-4和IL-5生成，維生素D3能增加IL-10的生成。Treg通過生成的IL-10可抑制Th1發(fā)育。最近研究發(fā)現(xiàn)1，25-（OH）2D3對自身免疫疾病的作用可能由于其抑制Th17發(fā)育及功能所引起。如果維生素D3缺乏，進而會干擾T細胞介導的免疫力，且1，25-（OH）2D3能使單核細胞殺死分枝桿菌。維生素D3缺乏的病人會出現(xiàn)IgG、IgA的降低現(xiàn)象，補充1，25-（OH）2D3后T淋巴細胞亞群明顯升高，與治療前相比有顯著性差異［8］。

李德發(fā)等［9］研究表明，斷奶仔豬飼料中添加適量的維生素D3可增強機體免疫力。當維生素D3缺乏或過量時，牛血清白蛋白（BSA）的抗體生成降低。大劑量維生素D3可降低由植物凝血素（PHA）刺激后的皮褶厚度，從而抑制細胞免疫功能［10］。維生素D3的代謝產物也可以降低炎癥反應，加重一些疾病的發(fā)生。

維生素D3作為一種免疫調節(jié)劑，在預防和治療自身免疫性疾病方面發(fā)揮很大作用，在臨床上它具有廣闊的應用前景［11］。用小鼠為研究對象的試驗中得出，維生素D3能夠防止系統(tǒng)性紅斑狼瘡和類風濕性關節(jié)炎等疾?。?2］，也可以預防自身免疫前列腺炎和糖尿病等［13］。維生素D3能夠調節(jié)機體免疫系統(tǒng)功能，抑制多種類型細胞的增殖。1，25-（OH）2D3可有效降低16種常見惡性腫瘤的致病率，研究認為1，25-（OH）2D3可明顯抑制胃癌細胞分化、促進凋亡等，從而具有抗腫瘤作用。不少學者還發(fā)現(xiàn)，1，25-（OH）2D3可抑制具有VDR的多種癌細胞的增殖，可延遲前列腺上皮肉瘤樣變（PIN）的發(fā)生。在癌癥方面的研究表明，維生素D3及其類似物具有顯著的抗癌作用，另外，維生素D3還有抑制血管生成的作用，進而對腫瘤也起到了一定的抑制作用。綜上，1，25-（OH）2D3的免疫調節(jié)功能，特別是在預防及治療腫瘤疾病上逐漸被重視。

研究結果表明：日糧維生素D3的添加劑量對肉雞的脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)及法氏囊指數(shù)均無顯著影響，但總的說來，日糧VD的添加劑量在500～2 500IU時，肉雞的脾臟指數(shù)、法氏囊指數(shù)較高，當VD水平增加至5 000IU時，二者呈降低的趨勢。說明日糧VD的添加劑量在500～2 500IU時，可刺激肉雞免疫器官的發(fā)育，而高劑量的VD（5 000IU）有抑制免疫器官發(fā)育的可能。倪傳源、徐虹等（l992）［14］之后的試驗表明，連續(xù)多次注射大劑量維生素D3后，也未發(fā)現(xiàn)試驗組大鼠胸腺指數(shù)有何變化，同時作者用連續(xù)注射維生素D335 d后處死的大鼠胸腺作病理學檢查，也未發(fā)現(xiàn)明顯變化。

2.3維生素D3對動物繁殖性能的影響

維生素D3參與動物的繁殖和泌乳，因維生素D3可通過胎盤轉運，因此可通過分娩前給母豬添加維生素D3的方式來給仔豬補充維生素D3。研究表明，孕期缺乏維生素D3會使孕鼠骨吸收增強，產仔數(shù)減少，未發(fā)現(xiàn)維生素D3缺乏對子代大鼠發(fā)育的影響。從孕鼠產仔情況看，補充維生素D3組動物產仔平均數(shù)最多，說明缺乏維生素D3會影響孕鼠產仔數(shù)。

2.4維生素D3對肉品質的影響

現(xiàn)代人們對肉品質與風味的要求逐漸提高，而嫩度是肉品質的重要標志，它是消費者評判肉質優(yōu)劣的最常用的指標。肌原纖維中蛋白質降解是嫩度提高的根本原因。維生素D3能夠通過增加肌肉和血清中鈣離子濃度，從而激活鈣蛋白酶，促進肌原纖維的降解和熟化，提高肌肉的嫩度。研究發(fā)現(xiàn)，添加維生素能夠改善肉的品質，而添加1，25-（OH）2D3并沒有影響。

維生素D3通過維生素D3受體直接作用于肌肉，VD能引起影響肌細胞收縮、增殖、分化的新蛋白的合成，以及調節(jié)肌漿網中鈣的運輸，但是潛在的機制還不十分清楚。

骨化二醇能改善體質量、飼喂效率、胸肌率。維生素D3受體敲除后大多數(shù)成肌調節(jié)因子表達失調，同時伴隨著骨骼肌纖維體積的減少。在C2C12肌管中添加維生素D3能通過PKB和mTOR信號通路刺激肌源纖維蛋白合成。最近研究發(fā)現(xiàn)通過日糧中添加骨化二醇能調控豬胚胎骨骼肌纖維數(shù)量和成肌細胞活性，并且維生素D3能夠促進刺激肉雞骨骼肌肥大。

2.5維生素D3對動物生長性能的影響

相關資料表明維生素D3對動物生長性能具有促進作用。據(jù)報道，向低鈣高磷肉雞日糧中添加1，25-（OH）2D3可以降低TD（脛軟骨發(fā)育不良）的發(fā)生率和增加骨灰分。另有研究表明，日糧中添加1，25-（OH）2D3能使3周齡、5周齡肉仔雞TD發(fā)生率降低，同時使骨灰分增加。研究觀察到日糧中添加不同水平維生素D3能顯著影響肉仔雞的脛骨軟骨癥發(fā)病率，隨著日糧維生素D3水平提高到1 000IU時，肉仔雞脛骨軟骨癥發(fā)病率降低。母雞日糧補充2 000IU的維生素D3能夠降低仔雞TD的發(fā)病率和嚴重度。據(jù)報道，在母雞日糧中添加2 000lU或4 000IU維生素D3，其孵化的雛雞獲得最大的體增重；在雛雞日糧中隨著維生素D3水平的提高，體增重和脛骨灰分增加。唐玲、李德發(fā)等研究顯示在日糧中添加2 000IU維生素D3時，能顯著降低肉仔雞腿病發(fā)生率，再繼續(xù)添加維生素D3，腿病發(fā)生率有下降的趨勢，差異不顯著，這可能由于2 000IU已基本滿足雞的營養(yǎng)需要。相反，也有部分研究認為飼料中添加維生素D3對動物的生長性能并無顯著促進作用；過量VD3甚至還會引起中毒癥狀，嚴重中毒可導致動物采食量下降，血清尿素氮升高，體組織消耗，機體水鹽代謝失去平衡，從而對生長性能產生不良影響。在日糧中添加不同水平組合的1，25-（OH）2D3后，各處理組肉仔雞的生長性能均較好，各組之間的日均采食量、日增重、飼料增重比、死亡率等生長性能和宰前活重、屠體質量、半凈膛重、全凈膛重等屠宰性能指標差異均不顯著。維生素D3在滿足需要的基礎上提高供給量，并不能相應提高生長性能，各組間飼料轉化率也無顯著差異。維生素D3對動物生長性能的作用可能與動物種類、添加劑量以及作用時間存在密切的關系，添加的維生素D3需達到一定濃度，且需經過一定作用時間后才能對生長性能產生影響。目前，前人在維生素D3對動物的生長性能方面的影響進行了大量的研究，相關資料表明維生素D3對動物生長性能具有促進作用。日糧中添加不同水平維生素D3能顯著影響肉仔雞的脛骨軟骨癥發(fā)病率，隨著日糧維生素D3水平提高到1 000IU時，肉仔雞脛骨軟骨癥發(fā)病率降低。研究發(fā)現(xiàn)，母雞日糧補充2 000IU的維生素D3能夠降低仔雞TD的發(fā)病率。在母雞日糧中添加2 000IU或4 000IU維生素D3，其孵化的雛雞獲得最大的體增重；在雛雞日糧中隨著維生素D3水平的提高，體增重和脛骨灰分增加，維生素D3添加水平為3 200IU的雛雞獲得了最高的體增重。

綜上所述，維生素D3作為一種具有廣泛應用價值和發(fā)展前途的新型內分泌激素類藥物，在動物生產中有著廣闊的應用前景，但還存在以下尚待解決的問題：維生素D3合理有效的補充量尚未確定，需要進一步研究。目前，由于物種、地理位置、飼料結構、圈舍環(huán)境等差異，維生素D3推薦補充劑量不能直接應用于我國地方畜禽，迫切需要我們針對各畜禽物種開展維生素D3補充的研究。

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政府對病畜和陽性畜的撲殺力度不夠。往往是由于縣級沒有專項撲殺補助經費，致使無一定有效的撲殺補償機制，致使大量病畜流向社會。

布病是可防可控的。根據(jù)歷史上畜間防治布病的經驗，撲殺病畜和陽性畜是根除布病最有效的方法。建議政府出臺一個明確的政策來適當補償畜主因撲殺病畜帶來的損失，基層撲殺政策才能保證落實，疫情擴散蔓延的趨勢才能被遏制。

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收稿日期：（2016-03-18） （2016-03-23）

中圖分類號：S859.79

文獻標識碼：B

文章編號：1004-5090（2016）04-0016-03